Question

燃煤產生的煙氣中的氮氧化物NO_x（主要為NO、NO₂）易形成污染，必須經脫除達標后才能排放．
（1）用化學方程式表示NO形成硝酸型酸雨的反應

 

．
（2）能作脫除劑的物質很多，下列說法正確的是

 

．
a．用 H₂O作脫除劑，不利于吸收含氮煙氣中的NO
b．用 Na₂SO₃作脫除劑，O₂會降低Na₂SO₃的利用率
c．用CO作脫除劑，會使煙氣中NO₂的濃度增加
（3）尿素[CO（NH₂）₂]在一定條件下能有效將NO_x轉化為N₂．
Ⅰ．已知可通過下列方法合成尿素：
2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂NCOONH₄（s）△H=-159.5kJ/mol
H₂NCOONH₄（s）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=+28.5kJ/mol
①尿素釋放出NH₃的熱化學方程式是

 

．
②寫出有利于尿素釋放NH₃的條件并說明理由

 

．
Ⅱ．CO（NH₂）₂與某種煙氣（主要為N₂、NO和O₂）中的NO的物質的量比值分別為1：2、2：1、3：1時，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖：
①曲線a 對應CO（NH₂）₂ 與NO的物質的量比值是

 

．②曲線a、b、c中，800℃～900℃區(qū)間內發(fā)生主要反應的化學方程式是

 

．
③900℃～1200℃區(qū)間內脫除率下降，NO濃度明顯上升．發(fā)生的主要反應是

 

．
④曲線a中，NO的起始濃度為6×10^-4 mg/m³，從A點到B點經過0.8s，該時間段內NO的脫除速率為

 

 mg/（m³?s）．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,熱化學方程式,化學平衡的調控作用,氮的氧化物的性質及其對環(huán)境的影響,常見的生活環(huán)境的污染及治理

專題：化學平衡專題

分析：（1）一氧化氮不穩(wěn)定，易和氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮；
（2）a．一氧化氮不易溶于，而二氧化氮易溶于水，反應生成NO；
 b．亞硫酸鈉不穩(wěn)定，易被氧氣氧化；
C．用CO作脫除劑，則氮氧化物得電子發(fā)生還原反應； 
（3）Ⅰ． ①根據(jù)蓋斯定律，將兩個熱化學方程式相加，然后進行顛倒即得目標方程式，其焓變進行相應改變；
②尿素釋放NH₃的反應是吸熱反應，根據(jù)溫度對化學平衡及氨氣溶解度的影響進行分析；
Ⅱ．①CO（NH₂）₂ 的含量越高，NO脫除率越高；
②、800℃～900℃區(qū)間內NO脫除率增大，NO參加反應，即尿素與NO反應生成N₂；
③、900℃～1200℃區(qū)間內脫除率下降，NO濃度上升，反應中應該生成NO；
④、A點到BNO脫除率由0.55變?yōu)?.75，故NO的濃度變化量為（0.75-0.55）×6×10^-4 mg/m³=1.2×10^-4 mg/m³，再利用

濃度變化量

時間

計算NO的脫除速率．

解答： 解：（1）一氧化氮不穩(wěn)定，易和氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，故NO形成硝酸型酸雨的反應為：2NO+O₂═2NO₂、3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，故答案為：2NO+O₂═2NO₂、3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（2）a．一氧化氮不易溶于，而二氧化氮易溶于水，反應生成NO，不利于吸收含氮煙氣中的NO，故a正確；
 b．亞硫酸鈉不穩(wěn)定，易被氧氣氧化，O₂會降低Na₂SO₃的利用率，故b正確；
C．用CO作脫除劑，被氧化，則氮氧化物得電子發(fā)生還原反應，不會生成NO₂，煙氣中NO₂的濃度不增加，故c錯誤；
故答案為：ab；
（3）①已知：2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂NCOONH₄（s）△H=-159.5kJ/mol
H₂NCOONH₄（s）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=+28.5kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，兩熱化學方程式相加得2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-131kJ/mol，
故尿素釋放出NH₃的熱化學方程式為：CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）?2NH₃（g）+CO₂（g）△H=+131kJ/mol，
故答案為：CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）?2NH₃（g）+CO₂（g）△H=+131kJ/mol；
②釋放氨氣的反應是吸熱反應，升高溫度，有利于平衡向吸熱反應方向進行，同時溫度升高，氨氣的溶解度降低，均有利于向釋放氨氣的方向進行，
故答案為：升高溫度；升高溫度有利于平衡向吸熱反應方向進行，同時溫度升高，氨氣的溶解度降低，均有利于向釋放氨氣的方向進行；
Ⅱ．①CO（NH₂）₂ 的含量越高，NO的轉化率越大，即NO脫除率越高，所以曲線a 對應CO（NH₂）₂ 與NO的物質的量比值是3：1，故答案為3：1；
②800℃～900℃區(qū)間內NO脫除率增大，所以NO是作為反應物參加反應，高溫時，尿素分解生成氨氣、二氧化碳，氨氣和一氧化氮發(fā)生氧化還原反應生成氮氣，即尿素與NO反應生成N₂，同時生成二氧化碳和水，所以反應方程式為：4NH₃+6NO═5N₂+6H₂O 或 2CO（NH₂）₂+6 NO═2CO₂+4H₂O+5N₂，
故答案為：4NH₃+6NO═5N₂+6H₂O 或 2CO（NH₂）₂+6 NO═2CO₂+4H₂O+5N₂；
③900℃～1200℃區(qū)間內脫除率下降，所以NO濃度上升，則該反應中應該有NO，尿素分解生成的氨氣和煙氣中的氧氣反應生成一氧化氮和水，導致NO濃度增大，所以反應方程式為：4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O；       
④A點到BNO脫除率由0.55變?yōu)?.75，故NO的濃度變化量為（0.75-0.55）×6×10^-4 mg/m³=1.2×10^-4 mg/m³
所以NO的脫除速率=

1.2×10-4mg/m3

0.8s

=1.5×10^-4mg/（m³．s），
故答案為：1.5×10^-4．

點評：本題考查氮的化合物及其性質，注意尿素加熱時會分解生成氨氣，且尿素是有機氮肥，正確分析圖象是解本題的關鍵，注意圖象中的曲線趨向和轉折點，題目難度中等．